混凝土的收缩机理——建造更耐用、更持久的工程(英文)

干燥收缩是混凝土的一个复杂性质,测定时存在一个长期的内部应力作用过程.通过两种主要的物理作用机理:吸附作用和分离压力作用,解释了混凝土的干燥收缩机理,并对基于两种机理建立的预测方法与试验结果进行了比较.主要包括:(1)水分在窄裂口处的直接观测;(2)不同材料的吸附曲线和吸附长度变化;(3)新拌混凝土和早期混凝土的毛细收缩;(4)防水处理混凝土的收缩机理;(5)离子浓度对收缩的影响.研究结果表明,吸附作用在水泥基材料的收缩作用中仅起到次要的作用.收缩是混凝土结构在干燥过程中产生裂缝的根源,而裂缝的存在又会降低腐蚀环境下混凝土结构的使用寿命.因此,更好地理解混凝土的收缩机理有助于今后建造更耐用、更持久的结构工程.

海水环境下混凝土的断裂能及其应变软化

通过带切口梁的三点弯曲试验和楔形劈拉试验,对完全干燥、半干燥、水浸泡、海水浸泡和5%、23.4%NaCl溶液浸泡的6种不同含水状态的混凝土试件进行了测试,根据荷载-位移曲线和逆向分析,计算得到混凝土的断裂能及其应变软化曲线。结果表明,随着混凝土中水、海水和高浓度盐溶液的侵入,孔隙溶液中液体的表面张力不断增大,造成表面能下降,承载力随之降低,水浸泡后混凝土的最大承载力较干燥时降低19.6%(三点弯曲)和14.5%(楔形劈拉),海水浸泡后下降28.9%和21.7%,高浓度盐溶液浸泡后降幅更大;海水和盐溶液浸泡时后,混凝土断裂能损失24%以上,软化阶段的开裂韧性也明显降低,裂缝更易形成和扩展。从表面能、断裂能和应变软化的角度研究了海水侵入对混凝土材料造成的不利影响。

采用中子照相观测无裂缝和带裂缝混凝土的水分侵入(英文)

钢筋混凝土结构的使用寿命在很大程度上取决于混凝土材料本身的质量、保护层厚度、侵蚀环境等.水和溶解于水中的有害离子能够通过混凝土孔隙的毛细吸附、扩散或两者的复合作用侵入到混凝土内部.两者复合作用的机理非常复杂,无法通过简单的模型进行描述,因此,目前对侵蚀环境下钢筋混凝土结构的使用寿命预测方法还不完全成熟.成功采用了一种有力的检测方法———中子照相,来观测水分在多孔混凝土中的运动过程,试验结果为今后建立可靠的寿命预测模型提供了坚实的试验基础.在介绍中子照相基本原理的基础上,对无裂缝和带裂缝混凝土的毛细吸水过程进行了实时中子成像.水分在钢筋与混凝土的界面处以及在裂缝前方的断裂区内部的运动过程尤为特殊.首次就水分的侵入过程进行了详细的可视化研究,试验结果有助于进一步更好地理解钢筋混凝土的劣化机理,寻求提高混凝土耐久性的措施.